李康之，司麗紅，凌霞，申博，楊旭

前庭系統(tǒng)是人體平衡系統(tǒng)重要的組成部分，對于維持視野穩(wěn)定、軀體平衡及形成空間感知具有重要作用。正常情況下，前庭功能的實(shí)現(xiàn)需要雙側(cè)前庭系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)揮作用。任何累及一側(cè)前庭通路如前庭毛細(xì)胞、前庭神經(jīng)、前庭神經(jīng)核的損傷均可導(dǎo)致雙側(cè)前庭失衡，進(jìn)而引起相應(yīng)的臨床癥狀。不同病因所致的前庭功能受損，患者的臨床特征可能存在差異，但這些患者均涉及前庭代償?shù)膯栴}。研究表明，中樞前庭代償在前庭康復(fù)中發(fā)揮了重要作用，對于促進(jìn)患者的臨床康復(fù)具有重要意義。對于中樞前庭代償機(jī)制的探討一直是臨床醫(yī)師關(guān)注的熱點(diǎn)?；趩蝹?cè)外周前庭病變（unilateral peripheral vestibular dysfunction，UPVD）的動物實(shí)驗(yàn)已初步揭示了靜態(tài)代償、動態(tài)代償機(jī)制。近年來，腦功能、腦結(jié)構(gòu)成像在前庭疾病中的應(yīng)用也進(jìn)一步證實(shí)了相應(yīng)代償機(jī)制的存在。目前，有關(guān)中樞前庭代償機(jī)制的研究還處于探索階段，若能進(jìn)一步加深對UPVD的中樞前庭代償機(jī)制的理解，將有利于臨床醫(yī)師更為深入地認(rèn)識患者的前庭康復(fù)及臨床轉(zhuǎn)歸問題。本文主要對UPVD相關(guān)的靜態(tài)代償、動態(tài)代償?shù)确矫孢M(jìn)行綜述，以探討中樞前庭的代償機(jī)制。

1 前庭代償涉及的相關(guān)機(jī)制

研究表明，UPVD的前庭代償常通過3種方式實(shí)現(xiàn)：修復(fù)、適應(yīng)、習(xí)服[1,2]。

修復(fù)主要通過外周感覺毛細(xì)胞的再生或前庭神經(jīng)的修復(fù)來實(shí)現(xiàn)。既往基礎(chǔ)研究證明，前庭毛細(xì)胞、外周前庭神經(jīng)突觸具備再生的內(nèi)在能力，修復(fù)意味著患側(cè)受損的前庭功能、結(jié)構(gòu)恢復(fù)到受損前的水平[3]。

適應(yīng)是一種前庭受損后的強(qiáng)大的恢復(fù)機(jī)制，主要通過感覺替代和行為替代實(shí)現(xiàn)：④UPVD受損的外周前庭功能通常在短時間內(nèi)無法恢復(fù)，但可以通過其他感覺的替代彌補(bǔ)患側(cè)前庭功能的減退。人體平衡由視覺、本體覺以及前庭覺共同維持，需要視覺信息、本體感覺信息與前庭信息進(jìn)行整合共同發(fā)揮作用[4]，不同感覺在維持平衡中的交互作用為感覺替代提供了可能。在UPVD患者中，視覺與本體覺在維持平衡中的權(quán)重上升，感覺替代康復(fù)模式發(fā)揮了重要作用[5-7]。④行為替代，UPVD患者可以通過學(xué)習(xí)或訓(xùn)練等方式形成新的軀體控制模式/策略，以彌補(bǔ)患側(cè)前庭功能的減退[2,8]。本質(zhì)上，感覺替代與行為替代均基于中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有可塑性的基礎(chǔ)之上。

習(xí)服是由于同一刺激的單調(diào)重復(fù)而逐漸減少對刺激的反應(yīng)，直至反應(yīng)完全消失[9]。它被動地獲得（不需要主動訓(xùn)練），代表了反應(yīng)的量變。雖然習(xí)服已經(jīng)成為前庭神經(jīng)系統(tǒng)可塑性的研究模板，但是這種機(jī)制在前庭代償過程中發(fā)揮的作用并不大。從生理學(xué)的角度來看，習(xí)服與適應(yīng)的機(jī)制完全不同。習(xí)服是由于突觸前膜鈣通道阻滯引起的興奮性突觸后電位降低，而適應(yīng)是由于相應(yīng)的基因與蛋白表達(dá)水平上調(diào)所引起的組織重構(gòu)。

值得注意的是，前庭功能的康復(fù)與不同的病因?qū)W、個體的代償能力差異相關(guān)，修復(fù)、適應(yīng)、習(xí)服在前庭代償中都發(fā)揮了作用，但在不同病因所致前庭受損時三者代償所占比重常常不同。

2 UPVD病理生理與癥狀

在UPVD急性期，一側(cè)前庭功能減退對機(jī)體造成的影響可以歸納為兩方面：一是單側(cè)前庭功能減退導(dǎo)致同側(cè)前庭神經(jīng)核神經(jīng)傳入減低，造成雙側(cè)前庭神經(jīng)核電活動的不平衡；二是單側(cè)前庭功能減退所致前庭眼動反射（Vestibular-Ocular Reflex，VOR）、前庭脊髓反射（Vestibular-Spinal Reflex，VSR）受損，不能滿足軀體運(yùn)動的需要。這兩方面的受損分別導(dǎo)致了患者的靜態(tài)癥狀與動態(tài)癥狀，其前庭代償也涉及不同的代償機(jī)制[2,10,11]。

炎癥、血供異常等多種因素均可引起外周前庭功能受損，前庭毛細(xì)胞或前庭神經(jīng)的損傷導(dǎo)致由外周感受器傳至患側(cè)前庭神經(jīng)核的神經(jīng)沖動減少，進(jìn)而導(dǎo)致雙側(cè)前庭神經(jīng)核電活動的不平衡。發(fā)病早期，相較于患側(cè)前庭神經(jīng)核的“抑制”狀態(tài)，健側(cè)前庭神經(jīng)核處于相對“激活”狀態(tài)。由于雙側(cè)前庭神經(jīng)核的交互抑制作用的存在，健側(cè)前庭神經(jīng)核I型神經(jīng)元對患側(cè)前庭神經(jīng)核I型神經(jīng)元抑制作用增強(qiáng)，并且進(jìn)一步通過激活患側(cè)Ⅱ型神經(jīng)元來抑制患側(cè)I型神經(jīng)元的電活動，這種交互抑制模式更加劇了雙側(cè)前庭神經(jīng)核神經(jīng)活動的不對稱。雙側(cè)前庭神經(jīng)核電活動的不對稱持續(xù)存在，患者表現(xiàn)為自發(fā)眼震、持續(xù)性眩暈、眼偏斜反應(yīng)等癥狀，常伴有嚴(yán)重的惡心、嘔吐等自主神經(jīng)反應(yīng)。此類癥狀主要由雙側(cè)前庭神經(jīng)核電活動的不平衡導(dǎo)致，在患者靜止時即可出現(xiàn)，我們通常稱之為“靜態(tài)癥狀”。靜態(tài)癥狀的緩解主要依靠靜態(tài)代償，癥狀常在數(shù)周內(nèi)消失，代償較為完全[2,12]。

外周前庭功能受損同樣也會導(dǎo)致VOR受損。當(dāng)患者向患側(cè)轉(zhuǎn)頭時，VOR的受損導(dǎo)致眼動與頭動不匹配，患者出現(xiàn)視覺模糊、視振蕩等癥狀。相較于靜態(tài)癥狀，此類癥狀在運(yùn)動時更加明顯，我們通常稱之為“動態(tài)癥狀”。動態(tài)癥狀的緩解主要依賴于動態(tài)代償，通過感覺替代、行為替代等方式形成新的軀體控制模式/策略。動態(tài)代償發(fā)揮的時間較慢，且代償不完全[2]。

3 靜態(tài)代償

3.1 靜態(tài)代償早期的細(xì)胞、生化反應(yīng)

UPVD急性期，在急性損傷的基礎(chǔ)上，患側(cè)前庭神經(jīng)核立即啟動相應(yīng)的生化及細(xì)胞反應(yīng)，這些反應(yīng)是前庭代償?shù)幕A(chǔ)。在前庭功能受損后的數(shù)小時內(nèi)，患側(cè)前庭神經(jīng)核早期基因如Fos、Zif-268等即可呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)[13,14]，其中Fos表達(dá)在損傷后2 h即可達(dá)到高峰，Zif-268表達(dá)在損傷后3 d達(dá)到高峰。相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)也引起了一系列的級聯(lián)反應(yīng)，神經(jīng)營養(yǎng)因子--腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain derived neurophic factor，BDNF）、神經(jīng)保護(hù)因子--錳超氧化物歧化酶（Manganese superoxide dismutase，MnSOD）以及炎性介質(zhì)--腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子（corticotropin releasing factor，CRF）、軸突生長因子等表達(dá)上調(diào)[15,16]。同時，星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞在早期即呈現(xiàn)激活[3,17]，細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化加快，γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）能神經(jīng)元增多，前庭神經(jīng)核發(fā)生組織重構(gòu)，患側(cè)A型神經(jīng)元、健側(cè)B型神經(jīng)元比例升高[18]。可以看出，急性前庭功能受損后早期的生化及細(xì)胞反應(yīng)是前庭代償?shù)奈镔|(zhì)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，同時也為UPVD早期的藥物治療提供了靶點(diǎn)。

3.2 靜態(tài)代償

在一系列細(xì)胞、生化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，健側(cè)前庭神經(jīng)元對患側(cè)前庭神經(jīng)元的抑制作用降低[12,19]，同時，患側(cè)前庭神經(jīng)核神經(jīng)元興奮性升高[20]。其中，患側(cè)前庭神經(jīng)元對抑制性神經(jīng)遞質(zhì)（如GABA和甘氨酸）敏感性降低主要與突觸外受體修飾有關(guān)[19]，前庭神經(jīng)元興奮性升高與mGluR1受體激活有關(guān)[21]。此外，小腦對健側(cè)前庭神經(jīng)核電活動的“鉗制”作用增強(qiáng)，在三者的共同作用下，雙側(cè)前庭神經(jīng)核的電活動重新達(dá)到平衡狀態(tài)，從而進(jìn)行了靜態(tài)代償。

可以看出，靜態(tài)代償主要依賴雙側(cè)前庭神經(jīng)核電活動的再平衡，主要發(fā)生于腦干水平[2]。事實(shí)上，皮質(zhì)也參與了靜態(tài)代償過程。近年來，對UPVD患者的腦成像研究也進(jìn)一步證實(shí)了腦干及皮質(zhì)在靜態(tài)代償?shù)闹匾饔?。BENSE等[22]對5例前庭神經(jīng)元炎急性期（6 d內(nèi)）以及緩解期（3月后）行PET掃描。結(jié)果顯示，急性期患側(cè)前庭皮質(zhì)葡萄糖代謝率減低，健側(cè)前庭皮質(zhì)、腦干葡萄糖代謝率增強(qiáng)。Alessandrini等[23]對8例前庭神經(jīng)元炎患者急性期（2 d內(nèi)）以及緩解期（1月后）行PET掃描，結(jié)果顯示，急性UPVD早期患側(cè)前庭皮質(zhì)葡萄糖代謝率減低，健側(cè)后腦島葡萄糖代謝率顯著增強(qiáng)，且急性發(fā)作1月后腦功能狀態(tài)與健康受試者相比無差異。其中，急性期健側(cè)前庭皮質(zhì)及皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)功能活動增強(qiáng)，推測為患側(cè)前庭神經(jīng)核對健側(cè)前庭核的抑制作用減弱所致，也有學(xué)者認(rèn)為健側(cè)前庭皮質(zhì)功能活動增強(qiáng)也是前庭代償?shù)囊环N方式，患者更多地利用健側(cè)的前庭功能維持平衡、感知空間信息。以上研究均表明，腦干與皮質(zhì)的確參與了UPVD的靜態(tài)代償。

在此基礎(chǔ)之上，對于UPVD患者的腦結(jié)構(gòu)成像也進(jìn)一步證實(shí)了腦干、前庭皮質(zhì)亦參與了患者的慢性前庭代償過程，Peter等[24]對10例前庭神經(jīng)元炎患者行基于體素形態(tài)學(xué)分析（voxelbased morphometry，VBM），結(jié)果顯示雙側(cè)前庭神經(jīng)內(nèi)側(cè)核及雙側(cè)前庭神經(jīng)核聯(lián)絡(luò)纖維的體積增大，與腦功能成像研究中前庭神經(jīng)核功能活動增強(qiáng)相符，進(jìn)一步證實(shí)了雙側(cè)前庭神經(jīng)核在慢性前庭代償中亦發(fā)揮了重要的作用。UPVD患者的靜態(tài)癥狀可以通過靜態(tài)代償完全消失，但是這種代償機(jī)制也存在局限性。對于UPVD受損嚴(yán)重的患者（如單側(cè)前庭神經(jīng)鞘瘤切除術(shù)后的患者），其恢復(fù)期的腦結(jié)構(gòu)VBM分析發(fā)現(xiàn)，患側(cè)前庭皮質(zhì)的灰質(zhì)體積相對減小。靜態(tài)代償是對急性期前庭神經(jīng)核自發(fā)電活動失平衡的一種再平衡的代償；但無法代償急性期后，動態(tài)活動時雙側(cè)前庭傳入神經(jīng)沖動的失平衡。

4 動態(tài)代償

UPVD患者的動態(tài)癥狀主要由患側(cè)前庭功能受損導(dǎo)致機(jī)體平衡維持障礙，不能滿足頭部及軀體運(yùn)動需求所致。研究表明，動態(tài)癥狀的緩解，通常需要通過感覺替代、行為替代等方式形成新的軀體控制模式/策略進(jìn)行[2,25]。

軀體平衡主要由前庭系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、軀體感覺系統(tǒng)共同維持，不同感覺在維持平衡中的交互作用為感覺替代提供了可能。既往研究表明，當(dāng)一種感覺缺失時，機(jī)體會通過其他感覺的替代彌補(bǔ)該感覺的缺失[26]。急性UPVD患者患側(cè)前庭功能受損，且在短時間內(nèi)受損的前庭功能不能恢復(fù)到初始水平。為了維持軀體平衡的需要，機(jī)體會上調(diào)視覺、本體感覺在維持軀體平衡中的權(quán)重，彌補(bǔ)前庭功能的受損。近年來的多項研究均發(fā)現(xiàn)，在干擾/屏蔽視覺、本體覺時，UPVD患者軀體壓力中心擺動較健康受試者更加明顯，表明UPVD患者更多地依賴視覺、軀體感覺維持平衡[27]。這種感覺替代機(jī)制也得到腦成像研究的證實(shí)。Helmchen與Peter等[24,28]的研究均發(fā)現(xiàn)UPVD患者視覺運(yùn)動區(qū)、薄束核、雙側(cè)軀體感覺皮質(zhì)的灰質(zhì)體積增大。Hong等[29]對9例前庭神經(jīng)元炎患者行VBM分析，發(fā)現(xiàn)UPVD患者恢復(fù)期枕葉、舌回灰質(zhì)體積增大，這些結(jié)果均表明UPVD患者的視覺皮質(zhì)、軀體感覺皮質(zhì)及皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)功能活動增強(qiáng)，支持感覺替代的機(jī)制。

行為替代主要是通過形成一系列的軀體控制策略來彌補(bǔ)VOR通路的受損，如限制頭動、補(bǔ)償性掃視、頭部及軀體運(yùn)動時閉眼或眨眼等[2,8]。UPVD患者的外周前庭功能恢復(fù)較慢，甩頭檢查長期顯示異常，表明VOR通路受損持續(xù)存在[30]。但是機(jī)體可以通過行為替代的方式，形成新的軀體控制策略代償性的彌補(bǔ)VOR通路受損，減輕頭部機(jī)軀體運(yùn)動時的動態(tài)癥狀。

UPVD患者通過感覺替代、行為替代的方式進(jìn)行動態(tài)代償，形成新的軀體控制模式/策略。然而，這種自發(fā)的動態(tài)代償也具有其局限性，所形成的軀體控制模式/策略并不一定最適合患者的功能恢復(fù)及生活質(zhì)量的改善。感覺替代中，視覺在維持平衡中所占的比重上升，容易造成對視覺的過度依賴，從長遠(yuǎn)看并不利于患者前庭功能的恢復(fù)。行為替代，諸如限制頭動、頭部及軀體運(yùn)動時閉眼或眨眼等并不利于改善患者的生活質(zhì)量，在某些情況下甚至可以導(dǎo)致較嚴(yán)重的后果。這一系列錯誤的軀體控制模式/策略需要通過前庭康復(fù)鍛煉的方式加以矯正，從而形成最有利于患者功能恢復(fù)、改善生活質(zhì)量的軀體控制模式/策略。

5 早期的藥物治療、前庭康復(fù)有助于前庭代償建立

急性前庭功能受損后早期的生化及細(xì)胞反應(yīng)為前庭代償提供了物質(zhì)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，同時也為早期的藥物治療提供了可能。研究發(fā)現(xiàn)，促腎上腺皮質(zhì)激素、鈣離子拮抗制、褪黑素、抗組胺藥物、銀杏葉提取液等可加速或易化前庭代償，促進(jìn)患者的臨床康復(fù)，對UPVD患者進(jìn)行早期的藥物治療有益[2,31,32]。

近年來的多項研究均表明，前庭康復(fù)鍛煉可促進(jìn)患者的臨床康復(fù)，可加速感覺替代與行為替代的過程，是促進(jìn)前庭代償最有效的方式[2,33-35]。同時，前庭康復(fù)鍛煉有利于矯正自發(fā)形成的錯誤的軀體控制模式，使患者形成最利于其前庭功能恢復(fù)的軀體控制模式，對UPVD患者及早進(jìn)行前庭康復(fù)鍛煉是必要的。

6 小結(jié)

現(xiàn)有研究表明，UPVD患者主要通過靜態(tài)代償與動態(tài)代償?shù)姆绞竭M(jìn)行前庭代償，早期藥物治療及前庭康復(fù)有助于前庭代償?shù)慕ⅰＤ壳?，新技術(shù)、新方法，尤其功能核磁成像的應(yīng)用為探討前庭代償機(jī)制提供了新的手段，但應(yīng)用還較少。對于前庭代償機(jī)制的研究尚處于探索階段，尚需要我們進(jìn)一步深入地進(jìn)行研究、驗(yàn)證。